65 Комбинированное дутье доменных печей

Оценивая преимущества и недостатки использования обога­щенного кислородом дутья и углеводородов, нетрудно убедиться в своеобразном их сочетании. Эффект воздействия на показатели до­менной плавки добавок к дутью углеводородов (I) и кислорода (II) следующий:

	I	II
Количество газов в печи (на единицу углерода, сгорающего у фурм)	+	-
Интенсивность плавки	-	+
Температура горна	-	+
Температура колошника	+	-
Степень непрямого восстановления	+	?
Производительность печи	?	+
Расход кокса	-	?

Итак, углеводороды и кислород воздействуют на различные пока­затели плавки (производительность и расход кокса), взаимно компен­сируя отрицательные последствия использования комбинированного дутья (нарушение газодинамических условий плавки, сдвиг изотерм в печи, изменение температуры горна и т. д.). Практика и расчеты пока­зали, что можно подобрать такое соотношение добавок к дутью, при котором количество газа в печи (на единицу углерода, сгорающего у фурм), а следовательно, и газодинамические условия плавки менять­ся не будут. При этом существенно не должен меняться и тепловой ре­жим горна. Рост количества вдуваемых в доменную печь кислорода и углево­дородов является мощным средством интенсификации доменной плавки. При 35% О₂ в дутье увеличение производительности агрега­тов составило 1,8—2,0% на каждый дополнительный 1% (более 21%) кислорода в дутье. Следует иметь в виду, что этот прирост с дальней­шим увеличением содержания кислорода в дутье снижается. Поэтому оптимальный состав комбинированного дутья определяется эконо­мическим расчетом путем сопоставления затрат на производство и доставку кислорода и природного газа к печи и эффективности, дос­тигаемой в процессе их использования. Исходя из этого следует учи­тывать, что оптимальный состав комбинированного дутья для различ­ных условий плавки неодинаков.

66. Вдувание горячих восстановительных газов

При работе домен­ной печи на сухом атмосферном дутье образующийся при горении уг­лерода кокса горновой газ содержит примерно 35% СО и 65% N₂. Гор­новой газ является основным источником тепла, необходимого для развития всех процессов, обеспечивающих получение чугуна задан­ного состава. Энтальпия горнового газа на нормально работающих доменных печах соответствует теоретической температуре горения кокса 2000-2200 °С.

Если бы развитие техники позволило вне доменной печи получить газ, состоящий из 35% СО и 65% N₂, нагреть его до 2000-2200 °С и по­дать в фурменную зону печи, то, отвлекаясь от газодинамики плавки, потребность доменной печи в коксе в этом идеальном случае ограни­чилась бы расходом его на реакции прямого восстановления и наугле­роживание чугуна. Поэтому большой интерес представляет идея вду­вания восстановительного газа, нагретого до максимально возможной температуры, в горн доменной печи. При этом вдуваемый газ может содержать больше восстановительных компонентов, чем горновой газ, что обеспечит более эффективное протекание непрямого восста­новления.

Однако в настоящее время нагрев искусственно полученного газа до теоретической температуры горения углерода кокса у фурм и дос­тавка его к доменной печи вряд ли реальны. В то же время повышение содержания восстановителей в горновом газе почти до 100% является возможным. Увеличение содержания восстановителей в фурменном га­зе позволит снизить удельный расход кокса главным образом в резуль­тате увеличения степени непрямого восстановления оксидов железа.

По сравнению с вдуванием сырого природного газа, мазута или других углеводородов использование горячих восстановительных га­зов имеет преимущество в том, что не затрачивается тепло на диссо­циацию углеводородов, а приход тепла определяется нагревом восста­новительных газов.

Для получения восстановительного газа пригодны практически любые виды твердого, жидкого и газообразного топлива. Выбор спо­соба производства восстановительного газа определяется экономиче­скими факторами и требованиями к химическому составу, главными из которых являются максимальная доля восстановителей СО, Н₂ и минимальная СО₂, Н₂О, СН₄ и сажистого углерода. Для оценки вос­становительной способности газа используют выражение степени его окисленности:

Восстановительный газ получают либо конверсией газообразных или жидких углеводородов, либо газификацией твердого топлива. Ос­новным видом газообразного топлива для производства восстанови­тельного газа является природный газ.

- В процессе конверсии происходит неполное окисление метана с образованием водорода и монооксида углерода, окислители – техн. Кислород, воздух, пар, углекислый газ.

- газификация твердого топлива может идти с участием в качестве окислителей технологич. Кислорода, вод. Пара или углекислого газа. Использование воздуха недопустимо из-за высокого содержания азота.